RU2780947C1 - Method for controlling the accumulation of fatigue damage in wires of an overhead power transmission line - Google Patents

Method for controlling the accumulation of fatigue damage in wires of an overhead power transmission line Download PDF

Info

Publication number
RU2780947C1
RU2780947C1 RU2021139662A RU2021139662A RU2780947C1 RU 2780947 C1 RU2780947 C1 RU 2780947C1 RU 2021139662 A RU2021139662 A RU 2021139662A RU 2021139662 A RU2021139662 A RU 2021139662A RU 2780947 C1 RU2780947 C1 RU 2780947C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
section
accumulation
fatigue damage
power line
Prior art date
Application number
RU2021139662A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Геннадьевич Кульков
Владимир Николаевич Тышкевич
Василий Николаевич Курьянов
Махсуд Мансурович Султанов
Джонибек Шералиевич Норов
Павел Николаевич Брунков
Александр Алексеевич Левин
Никита Дмитриевич Прасолов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2780947C1 publication Critical patent/RU2780947C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electric power industry.
SUBSTANCE: invention relates to the electric power industry and can be used to control the level of accumulation of fatigue damage in the wires of an overhead power transmission line (TL). On the power line, the first section of the wire is selected at the place of suspension of the wire on the support and the second section of the wire of the same length, located at a distance from the place of suspension. The voltages and currents of the first and second sections are measured. The surface active resistance of the first and second sections of the wire is determined. The level of accumulation of fatigue damage is determined by the change in the surface active resistance of the first section of the wire on the suspension clamp. The change in the surface active resistance of the first section of the wire is determined by the difference in active resistances with the second section. The measurement of the surface active resistance of two sections of the wire is carried out according to the bridge circuit when a high-frequency current pulse is passed. Measurements are carried out periodically by an autonomous device installed on a support with the most loaded span of the controlled section of the line. The measurement results are transmitted to the dispatcher.
EFFECT: increasing the reliability of monitoring the technical condition of the wire.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для контроля уровня накопления усталостных повреждений проводов воздушной линии электропередачи (ЛЭП).The invention relates to the electric power industry and can be used to control the level of accumulation of fatigue damage in the wires of an overhead power transmission line (TL).

Известен электропотенциальный контроль степени повреждения металла кольцевых сварных соединений путем измерения электрического сопротивления, способ измерения глубины трещины электропотенциальным методом (Патент РФ №2527311, МПК G01N 27/20, опубл. 27.08.2014; Шкатов П.Н. Электропотенциальный контроль качества кольцевых сварных соединений /П.Н. Шкатов, А.В. Водовозов//Тез. Докл. Российской НТК "Неразрушающий контроль и диагностика". М.: РОНКТД, 1999. т. 1. С. 157), заключающийся в том, что по изменению электрического сопротивления в направлениях, параллельном и перпендикулярном трещине, можно сделать вывод о ее глубине. Измерение сопротивления образцов вырезанных из сварного шва осуществляется по мостовой схеме четырехконтактным методом.Known electropotential control of the degree of damage to the metal of girth welded joints by measuring electrical resistance, a method for measuring the depth of the crack by the electropotential method (RF Patent No. 2527311, IPC G01N 27/20, publ. 27.08.2014; Shkatov P.N. Electropotential quality control of girth welded joints / P. N. Shkatov, A. V. Vodovozov// Abstracts of the Report of the Russian Scientific and Technical Complex "Non-Destructive Testing and Diagnostics", Moscow: RONKTD, 1999. Vol. resistance in directions parallel and perpendicular to the crack, one can draw a conclusion about its depth. Measurement of the resistance of specimens cut out of the weld is carried out according to the bridge circuit by the four-contact method.

Недостатки электропотенциальных методов заключаются в том, что для их осуществления необходимо знать местоположение трещины, кроме того, устанавливать зондовые электроды всякий раз в зависимости от ее расположения. В случае контроля состояния проводов неизвестно расположение поверхностных дефектов. Размеры трещин являются микронными, их множество и их направление и глубина различны. Кроме того, проблематично их применение для многожильных проводов с небольшими диаметрами отдельных проволок.The disadvantages of electropotential methods are that for their implementation it is necessary to know the location of the crack, in addition, to install probe electrodes every time depending on its location. In the case of monitoring the condition of the wires, the location of surface defects is unknown. The sizes of cracks are micron, their number and their direction and depth are different. In addition, their use for stranded wires with small diameters of individual wires is problematic.

Известен способ контроля накопления усталостных повреждений в проводах ЛЭП по показаниям регистраторов вибрации, устанавливаемых на проводах действующих линий (РД 34.20.182-90 Методические указания по типовой защите от вибрации и субколебаний проводов и грозозащитных тросов воздушных линий электропередачи напряжением 35-750 кВ). Информация о числе циклов колебаний провода, накопленная за период измерений, может быть использована для расчетной оценки срока службы проводов до появления усталостных повреждений провода. При расчетах используется рекомендуемая кривая безопасных напряжений СИГРЭ (СИГРЭ - Международный Совет по большим электрическим системам высокого напряжения).A known method of controlling the accumulation of fatigue damage in the wires of power transmission lines according to the readings of vibration recorders installed on the wires of operating lines (RD 34.20.182-90 Guidelines for typical protection against vibration and sub-vibrations of wires and lightning protection cables of overhead power lines with a voltage of 35-750 kV). Information about the number of cycles of wire vibrations accumulated over the measurement period can be used to estimate the service life of wires before the appearance of fatigue damage to the wire. The recommended CIGRE safety voltage curve (CIGRE - International Council on Large High Voltage Electrical Systems) is used in the calculations.

Недостатком описанного способа контроля накопления усталостных повреждений, остаточного ресурса проводов воздушных линий является неточность оценки реального напряженно-деформированного состояния материала провода (учитывается в основном σа - амплитуда изгибных напряжений) и предельного состояния провода по кривой безопасных напряжений СИГРЭ.The disadvantage of the described method for controlling the accumulation of fatigue damage, the residual life of wires of overhead lines is the inaccuracy in assessing the real stress-strain state of the wire material (mainly σ a is taken into account - the amplitude of bending stresses) and the limit state of the wire according to the CIGRE safe stress curve.

Известны способы контроля технического состояния проводов ЛЭП с использованием высокочастотных сигналов в виде бегущей волны (Патент РФ №110555, МПК H02G 7/16, опубл. 20.11.2011; Патент РФ №180993, МПК G01R 31/00, опубл. 03.07.2018). Согласно этим способам высокочастотный сигнал в виде бегущей волны посылается от излучателя вдоль провода, отражается, принимается и затем обрабатывается. По изменению параметров принятого сигнала получают информацию о техническом состоянии провода. В блоке цифровой обработки сигналов производится обработка принятого сигнала, выделение полосы отраженного сигнала средствами цифровой фильтрации, фиксируется время, через которое пришел отраженный сигнал. Производится вычисление амплитудно-частотного спектра рефлектограммы методом преобразования Фурье и обратного восстановления.There are known methods for monitoring the technical condition of power transmission line wires using high-frequency signals in the form of a traveling wave (RF Patent No. 110555, IPC H02G 7/16, publ. 11/20/2011; RF Patent No. 180993, IPC G01R 31/00, publ. 07/03/2018) . According to these methods, a high frequency traveling wave signal is sent from an emitter along a wire, reflected, received and then processed. By changing the parameters of the received signal, information about the technical condition of the wire is obtained. In the digital signal processing unit, the received signal is processed, the band of the reflected signal is allocated by means of digital filtering, and the time after which the reflected signal arrives is recorded. The amplitude-frequency spectrum of the reflectogram is calculated by the Fourier transform and inverse recovery method.

Недостатком этих способов является, кроме использования сложной цифровой обработки, необходимость установки на действующей линии двух высокочастотных заградителей по обе стороны от излучателей, что связано с отключением линии и необходимостью ее временного разрыва.The disadvantage of these methods is, in addition to the use of complex digital processing, the need to install two high-frequency barriers on the active line on both sides of the emitters, which is associated with the disconnection of the line and the need for its temporary break.

Известно использование методов магнитной дефектоскопии для оценки остаточных напряжений, технического состояния проводов воздушных линий электропередач (Оценка технического состояния воздушных линий электропередач методами магнитной дефектоскопии. Волоховский В.Ю., Воронцов А.Н., Сухоруков В.В., Цуканов В.В., Шкапцов В.А., Артемьев М.С., Чернецов В.В. Энергия единой сети. 2016. №1 (24). С. 42-51). Диагностическая информация, получаемая методом магнитной дефектоскопии, сама по себе не позволяет судить об изменении несущей способности проводов и грозотросов с инженерной точки зрения. Однако диагностические параметры, такие как величина потери сечения и/или данные об обрывах проволок, могут быть использованы в качестве входных при формировании рассматриваемых далее механических моделей провода или грозотроса. Такой подход к использованию результатов магнитной дефектоскопии позволяет методами механики конструкций определить ряд прочностных показателей, по которым можно делать объективные выводы о техническом состоянии обследованных объектов.It is known to use magnetic flaw detection methods to assess residual stresses, the technical condition of wires of overhead power lines (Assessment of the technical condition of overhead power lines using magnetic flaw detection. Volokhovsky V.Yu., Vorontsov A.N., Sukhorukov V.V., Tsukanov V.V. , Shkaptsov V.A., Artemiev M.S., Chernetsov V.V. Energy of a Unified Grid, 2016, No. 1 (24), pp. 42-51. The diagnostic information obtained by the method of magnetic flaw detection, in itself, does not allow one to judge the change in the carrying capacity of wires and ground wires from an engineering point of view. However, diagnostic parameters, such as the magnitude of the loss of section and/or data on wire breaks, can be used as input in the formation of the mechanical models of the wire or ground wire considered below. Such an approach to the use of the results of magnetic flaw detection allows the methods of structural mechanics to determine a number of strength indicators, which can be used to draw objective conclusions about the technical condition of the examined objects.

Недостатком способа является недостаточная чувствительность, точность определения уровня накопления усталостных повреждений. При зарождающемся и развивающемся усталостном повреждении изменяются характеристики только приповерхностного слоя достаточно малой толщины. К недостаткам можно отнести и сложность технической, приборной реализации контроля.The disadvantage of this method is the lack of sensitivity, the accuracy of determining the level of accumulation of fatigue damage. In the case of incipient and developing fatigue damage, the characteristics of only the near-surface layer of a sufficiently small thickness change. The disadvantages include the complexity of the technical, instrumental implementation of control.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ контроля накопления усталостных повреждений проводов воздушной линии электропередачи, раскрытый в патенте РФ №2542597, МПК G01R 27/16, опубл. 20.02.2015, и заключающийся в том, что измеряют напряжение и ток в первом и втором местоположениях на линии электропередачи, при этом измерение напряжений и токов в первом и втором местоположениях синхронизируют по времени. По измеренным напряжениям и токам определяют полное сопротивление линии электропередачи между первым и вторым местоположениями. Определяют температуру проводов линии электропередачи. Измерения проводят при различных температурах. Находят температурный коэффициент сопротивления в каждом случае и их сравнивают между собой. По величине различия судят о степени дефектности провода.The closest technical solution to the claimed method is a method for controlling the accumulation of fatigue damage to overhead power line wires, disclosed in RF patent No. 2542597, IPC G01R 27/16, publ. 02/20/2015, and consisting in the fact that the voltage and current are measured at the first and second locations on the power line, while the measurement of voltages and currents at the first and second locations is synchronized in time. The measured voltages and currents determine the impedance of the power line between the first and second locations. Determine the temperature of the wires of the power line. Measurements are carried out at various temperatures. Find the temperature coefficient of resistance in each case and compare them with each other. The magnitude of the difference is judged on the degree of defectiveness of the wire.

Недостатком способа является недостаточная чувствительность, точность определения уровня накопления усталостных повреждений. При зарождающемся и развивающемся усталостном повреждении изменяются характеристики только приповерхностного слоя достаточно малой толщины. В приведенном способе используется промышленная частота, на которой поверхностного эффекта практически нет. Поэтому температурный коэффициент сопротивления здесь является интегральной характеристикой для всей толщины провода. Роль поверхностного слоя пренебрежимо мала.The disadvantage of this method is the lack of sensitivity, the accuracy of determining the level of accumulation of fatigue damage. In the case of incipient and developing fatigue damage, the characteristics of only the near-surface layer of a sufficiently small thickness change. In the above method, the industrial frequency is used, at which there is practically no skin effect. Therefore, the temperature coefficient of resistance here is an integral characteristic for the entire thickness of the wire. The role of the surface layer is negligible.

Технической задачей изобретения является повышение чувствительности и точности определения уровня накопления усталостных повреждений проводов воздушной линии электропередачи для оценки технического состояния провода.The technical objective of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of determining the level of fatigue damage accumulation of overhead power line wires to assess the technical condition of the wire.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности контроля технического состояния провода.The technical result of the invention is to increase the reliability of monitoring the technical condition of the wire.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля накопления усталостных повреждений проводов воздушной линии электропередачи, включающем измерение напряжения и тока в первом местоположении на линии электропередачи, измерение напряжения и тока во втором местоположении на линии электропередачи, при этом измеренные напряжения и токи в первом и втором местоположениях синхронизированы по времени, определение сопротивления линии электропередачи между первым и вторым местоположениями, согласно изобретению, на линии электропередачи выбирают первый участок провода в месте подвеса провода на опору и второй участок провода той же длины, что и первый, расположенный на удалении от места подвеса, измеряют напряжения и токи в первом и втором местоположениях первого и второго участков, принимая первое и второе местоположение первого участка соответственно в начале и конце первого участка, а первое и второе местоположение второго участка соответственно в начале и конце второго участка, определяют активное сопротивление первого и второго участка провода линии, уровень накопления усталостных повреждений материала провода определяют по изменению поверхностного активного сопротивления первого участка провода, причем это изменение определяют по разности активных сопротивлений со вторым участком провода, при этом измеряют активное сопротивления двух участков провода по мостовой схеме при пропускании импульса тока высокой частоты, измерения осуществляют периодически автономным устройством, устанавливаемом на опоре воздушной линии электропередачи наиболее нагруженного пролета, результаты измерений передают диспетчеру.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for controlling the accumulation of fatigue damage of wires of an overhead power line, including measuring voltage and current at a first location on a power line, measuring voltage and current at a second location on a power line, while the measured voltages and currents at the first and the second locations are synchronized in time, the determination of the resistance of the power line between the first and second locations, according to the invention, on the power line, the first section of the wire is selected at the place where the wire is suspended on the support and the second section of the wire is the same length as the first, located at a distance from the place of suspension , voltages and currents are measured at the first and second locations of the first and second sections, taking the first and second locations of the first section, respectively, at the beginning and end of the first section, and the first and second locations of the second section, respectively, at the beginning and end of the second section astka, determine the active resistance of the first and second sections of the wire of the line, the level of accumulation of fatigue damage to the material of the wire is determined by the change in the surface active resistance of the first section of the wire, and this change is determined by the difference in active resistances with the second section of the wire, while measuring the active resistance of two sections of the wire along bridge circuit when a high-frequency current pulse is passed, measurements are carried out periodically by an autonomous device installed on the support of the overhead power line of the most loaded span, the measurement results are transmitted to the dispatcher.

Сущность предлагаемого способа контроля накопления усталостных повреждений проводов воздушной линии электропередачи поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена блок-схема автономного устройства контроля накопления усталостных повреждений, реализующего предлагаемый способ, на фиг.2 приведены зависимости сопротивления провода марки АС95 длиной 1,2 м от частоты в диапазоне от 20 Гц до 2 МГц для трех случаев: для целого провода и для провода с искусственным обрывом 1 и 2-х проволок.The essence of the proposed method for controlling the accumulation of fatigue damage of wires of an overhead power line is illustrated by drawings, where figure 1 shows a block diagram of an autonomous device for monitoring the accumulation of fatigue damage that implements the proposed method, figure 2 shows the dependence of the resistance of a wire brand AC95 with a length of 1.2 m from frequencies in the range from 20 Hz to 2 MHz for three cases: for a whole wire and for a wire with an artificial break of 1 and 2 wires.

Блок-схема автономного устройства контроля накопления усталостных повреждений содержит опору 1, к которой подвешен провод 2 воздушной линии электропередачи. Контакты кольцевого типа 3, обхватывающие провод 2, соединены с согласующими устройствами 4. Согласующие устройства 4 соединены с измерителем сопротивления 5, который соединен с генератором импульсов 6, генератором высокой частоты 7, источником питания 8 и передающим устройством 9. Генератор импульсов 6 и генератор высокой частоты 7 соединены друг с другом, а также каждый из них соединен с источником питания 8, выполненным в виде автономного аккумулятора или вторичного источника, питающегося от воздушной линии электропередачи, с которым также соединено передающее устройство 9. Устройство контроля накопления усталостных повреждений может быть размещено на одной из опор наиболее нагруженного пролета контролируемого участка линии.The block diagram of an autonomous device for monitoring the accumulation of fatigue damage contains a support 1, to which a wire 2 of an overhead power line is suspended. Ring-type contacts 3, wrapping around wire 2, are connected to matching devices 4. Matching devices 4 are connected to resistance meter 5, which is connected to pulse generator 6, high frequency generator 7, power source 8 and transmitter 9. Pulse generator 6 and high frequency generator frequencies 7 are connected to each other, and each of them is connected to a power source 8, made in the form of an autonomous battery or a secondary source powered from an overhead power line, to which a transmitting device 9 is also connected. The fatigue damage accumulation control device can be placed on one of the supports of the most loaded span of the controlled section of the line.

Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.

Выбирают два участка провода 2 одинаковой длины, расположенные вблизи опоры 1 и на некотором расстоянии от нее. Расстояние может варьироваться. Например, в соответствии со сложившейся международной практикой накопление усталостных повреждений контролируется на расстоянии 89 мм от последней точки контакта провода с зажимом подвеса. Генератор импульсов 6 вырабатывает прямоугольные импульсы длительностью 5 с со скважностью 150. Эти импульсы запускают в работу высокочастотный генератор 7 частоты 2 МГц и измеритель сопротивления 5. Измеряют напряжения и токи в начале и в конце первого участка провода 2 и второго участка провода 2, после чего определяют сопротивление линии электропередачи на первом и втором участках провода 2. Измерение начинается после прохождения промежутка времени 2 с, в течение которого генератор 7 переходит в установившийся режим работы. Само измерение осуществляется в течение 2 с. Подсоединение к проводу 2 осуществляют при помощи контактов кольцевого типа 3, обхватывающих провод 2. Подсоединение участков к измерителю активного сопротивления 5 осуществляют при помощи фидеров и согласующих устройств 4. В измерителе сопротивления 5 осуществляют измерение активных сопротивлений и их сравнение между собой. При превышении значения разности заданного уровня сигнал посылается на передающее устройство 9. Все блоки 5, 6, 7, 9 питаются от источника питания 8, выполненного в виде автономного аккумулятора или вторичного источника, питающегося от воздушной линии электропередачи. Измерение происходит с частотой 1-2 раза в сутки - в дневное и ночное время. Эту частоту можно варьировать установками в блоке 6.Choose two sections of wire 2 of the same length, located near the support 1 and at some distance from it. The distance may vary. For example, in accordance with established international practice, the accumulation of fatigue damage is controlled at a distance of 89 mm from the last point of contact of the wire with the suspension clamp. The pulse generator 6 generates rectangular pulses with a duration of 5 s with a duty cycle of 150. These pulses put into operation a high-frequency generator 7 with a frequency of 2 MHz and a resistance meter 5. Voltages and currents are measured at the beginning and at the end of the first section of wire 2 and the second section of wire 2, after which determine the resistance of the power line on the first and second sections of the wire 2. The measurement begins after a period of time of 2 s, during which the generator 7 goes into a steady state of operation. The measurement itself is carried out within 2 s. The connection to the wire 2 is carried out using ring-type contacts 3, covering the wire 2. The sections are connected to the active resistance meter 5 using feeders and matching devices 4. In the resistance meter 5, active resistances are measured and compared with each other. When the value of the difference of the predetermined level is exceeded, the signal is sent to the transmitter 9. All blocks 5, 6, 7, 9 are powered by a power source 8, made in the form of an autonomous battery or a secondary source powered by an overhead power line. The measurement takes place with a frequency of 1-2 times a day - in the daytime and at night. This frequency can be varied by the settings in block 6.

Физическая сущность повышения чувствительности и точности определения уровня накопления усталостных повреждений заключается в следующем. В процессе зарождения трещин особенную роль играет поверхностный слой поликристаллического металла. В нем возникает множество дефектов кристаллического строения, таких как вакансии, дислокации, микропоры и их скопления. Объединяясь, они приводят к появлению микротрещин. Экспериментально наблюдаемая толщина поверхностного слоя составляет либо размер зерна, либо величину порядка десятков микрон. Толщина такого слоя в алюминии составляет величину около 30 мкм.The physical essence of increasing the sensitivity and accuracy of determining the level of accumulation of fatigue damage is as follows. In the process of crack initiation, a special role is played by the surface layer of polycrystalline metal. Many defects of the crystal structure appear in it, such as vacancies, dislocations, micropores and their clusters. Combining, they lead to the appearance of microcracks. The experimentally observed thickness of the surface layer is either the grain size or a value on the order of tens of microns. The thickness of such a layer in aluminum is about 30 µm.

Поскольку зарождение трещин происходит на поверхности провода или вблизи нее в тонком слое, то необходимо измерять электрическое сопротивление именно этого слоя. Это можно сделать, если проводить такие измерения путем пропускания по проводу тока высокой частоты. Известно, что токи высокой частоты текут в приповерхностном слое проводника благодаря поверхностному эффекту. Толщину слоя можно варьировать, изменяя частоту тока. Электрическое сопротивление слоя чувствительно к наличию и концентрации дефектов кристаллического строения в нем. Такой способ контроля состояния провода еще более эффективен в том случае, когда в процессе эксплуатации происходит разрыв отдельных проводников в скрутке. Разрыв проводников происходит в зоне наибольших изгибных деформаций, т.е. на поверхности. В этом случае уменьшается площадь сечения проводящей трубки для высокочастотного тока.Since crack initiation occurs on the wire surface or near it in a thin layer, it is necessary to measure the electrical resistance of this particular layer. This can be done if such measurements are carried out by passing a high frequency current through the wire. It is known that high-frequency currents flow in the near-surface layer of a conductor due to the surface effect. The layer thickness can be varied by changing the frequency of the current. The electrical resistance of the layer is sensitive to the presence and concentration of defects in the crystalline structure in it. This method of monitoring the state of the wire is even more effective in the case when, during operation, a break occurs in individual conductors in the twist. The rupture of conductors occurs in the zone of the greatest bending deformations, i.e. on a surface. In this case, the cross-sectional area of the conductive tube for high-frequency current is reduced.

Эффективная толщина проводящего поверхностного слоя определяется выражением

Figure 00000001
где ω - циклическая частота, μ - абсолютная магнитная проницаемость материала провода, ρ - его удельное сопротивление.The effective thickness of the conductive surface layer is determined by the expression
Figure 00000001
where ω is the cyclic frequency, μ is the absolute magnetic permeability of the wire material, ρ is its resistivity.

Величина электрического сопротивления поверхностного слоя в приближении с << D определяется выражением:The value of the electrical resistance of the surface layer in the approximation with << D is determined by the expression:

Figure 00000002
Figure 00000002

где D - диаметр провода воздушной линии, l - длина участка, на котором измеряется сопротивление.where D is the diameter of the overhead line wire, l is the length of the section where the resistance is measured.

В случае обрыва m проводников толщины d в скрутке, расположенных на поверхности, проводимость всего провода уменьшается. В результате этого изменяется периметр сечения Р. Он теперь состоит из сектора внешней окружности с радиусом всего исходного провода и сектора внутренней окружности с радиусом, уменьшенном на диаметр одной жилы. Если принять за n общее количество жил в поверхностном слое исходного провода, то полная длина дуг большой и малой окружностей равна

Figure 00000003
Тогда поверхностное сопротивление такого провода принимает вид:In the event of a break in m conductors of thickness d in a twist located on the surface, the conductivity of the entire wire decreases. As a result, the perimeter of the section P changes. It now consists of a sector of the outer circle with the radius of the entire original wire and a sector of the inner circle with a radius reduced by the diameter of one core. If we take as n the total number of strands in the surface layer of the original wire, then the total length of the arcs of the large and small circles is equal to
Figure 00000003
Then the surface resistance of such a wire takes the form:

Figure 00000004
Figure 00000004

Геометрический коэффициент 0<β<1 учитывает неплотное прилегание оборванных жил к оставшейся части, их отгибание.The geometric coefficient 0<β<1 takes into account the loose fit of the broken strands to the remaining part, their bending.

Результаты экспериментальных измерений сопротивлений в диапазоне частот от 20 Гц до 2 МГц, проведенных для целого провода марки АС95 длиной 1,2 м и для провода с искусственным обрывом 1 и 2-х проволок показали, что обрыв проволок ведет к видимому увеличению сопротивления (фиг. 2). Для измерения сопротивления использовался прецизионный измеритель LCR Е4980А. Измерения проводились в последовательном режиме Ls-Rs (индуктивность - сопротивление).The results of experimental measurements of resistance in the frequency range from 20 Hz to 2 MHz, carried out for a whole wire of the AC95 brand 1.2 m long and for a wire with an artificial break of 1 and 2 wires, showed that a break in the wires leads to a visible increase in resistance (Fig. 2). To measure the resistance, a precision LCR E4980A meter was used. The measurements were carried out in series mode Ls-Rs (inductance - resistance).

Наибольшие изменения заметны при высоких частотах (10-1 Ом против ≤10-3 Ом на низких). Исследования показали наличие зависимости поверхностного сопротивления от степени развития усталостных повреждений, числа поврежденных проволок, что может использоваться для диагностики накопления усталостных повреждений, технического состояния проводов.The greatest changes are noticeable at high frequencies (10 -1 ohms versus ≤10 -3 ohms at low frequencies). Studies have shown the dependence of surface resistance on the degree of development of fatigue damage, the number of damaged wires, which can be used to diagnose the accumulation of fatigue damage, the technical condition of the wires.

Измерение сопротивления проводят дифференциальным или мостовым методом. Предлагаемый способ позволяет сравнивать величину поверхностного активного сопротивления провода в зоне подвеса с сопротивлением провода, не подверженного усталостному нагружению, той же длины. Результат замера высокочастотного активного сопротивления наиболее уязвимого фрагмента провода, включающего места его подвеса, передается на диспетчерский пульт либо высокочастотной связью по тому же проводу, либо радиосигналом.Resistance measurement is carried out by differential or bridge method. The proposed method makes it possible to compare the value of the surface active resistance of the wire in the suspension zone with the resistance of the wire, not subject to fatigue loading, of the same length. The result of measuring the high-frequency active resistance of the most vulnerable fragment of the wire, including the places of its suspension, is transmitted to the dispatcher's console either by high-frequency communication over the same wire, or by radio signal.

Таким образом, заявленный способ позволяет повысить точность определения уровня накопления усталостных повреждений и обеспечить повышение надежности контроля технического состояния провода.Thus, the claimed method allows to increase the accuracy of determining the level of accumulation of fatigue damage and to improve the reliability of monitoring the technical condition of the wire.

Claims (1)

Способ контроля накопления усталостных повреждений проводов воздушной линии электропередачи, включающий измерение напряжения и тока в первом местоположении на линии электропередачи, измерение напряжения и тока во втором местоположении на линии электропередачи, при этом измеренные напряжения и токи в первом и втором местоположениях синхронизированы по времени, определение сопротивления линии электропередачи между первым и вторым местоположениями, отличающийся тем, что на линии электропередачи выбирают первый участок провода в месте подвеса провода на опору и второй участок провода той же длины, что и первый, расположенный на удалении от места подвеса, измеряют напряжения и токи в первом и втором местоположениях первого и второго участков, принимая первое и второе местоположение первого участка соответственно в начале и конце первого участка, а первое и второе местоположение второго участка соответственно в начале и конце второго участка, определяют активное сопротивление первого и второго участков провода линии, уровень накопления усталостных повреждений материала провода определяют по изменению поверхностного активного сопротивления первого участка провода, причем это изменение определяют по разности поверхностных активных сопротивлений со вторым участком провода, при этом измеряют поверхностные активные сопротивления двух участков провода по мостовой схеме при пропускании импульса тока высокой частоты, причем измерения осуществляют периодически автономным устройством, устанавливаемым на опоре воздушной линии электропередачи наиболее нагруженного пролета, результаты измерений передают диспетчеру.A method for controlling the accumulation of fatigue damage in wires of an overhead power line, including measuring voltage and current at a first location on a power line, measuring voltage and current at a second location on a power line, while the measured voltages and currents at the first and second locations are synchronized in time, determining resistance power line between the first and second locations, characterized in that on the power line the first section of the wire is selected at the place where the wire is suspended on the support and the second section of the wire is the same length as the first, located at a distance from the place of suspension, voltages and currents are measured in the first and the second locations of the first and second sections, taking the first and second locations of the first section, respectively, at the beginning and end of the first section, and the first and second locations of the second section, respectively, at the beginning and end of the second section, determine the active resistance of the first and second th sections of the wire of the line, the level of accumulation of fatigue damage to the material of the wire is determined by the change in the surface active resistance of the first section of the wire, and this change is determined by the difference in surface active resistances with the second section of the wire, while measuring the surface active resistances of two sections of the wire according to the bridge circuit when passing the pulse high-frequency current, and the measurements are carried out periodically by an autonomous device installed on the support of the overhead power line of the most loaded span, the measurement results are transmitted to the dispatcher.
RU2021139662A 2021-12-29 Method for controlling the accumulation of fatigue damage in wires of an overhead power transmission line RU2780947C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2780947C1 true RU2780947C1 (en) 2022-10-04

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2256906C2 (en) * 2002-12-17 2005-07-20 Кочаров Эдуард Авакович Method and device for electric nondestructive inspection of current-conducting materials
CN203825104U (en) * 2014-02-25 2014-09-10 胡兴耀 Circuit using auxiliary wires to monitor electrical parameters of power supplying line
RU2542597C1 (en) * 2013-11-19 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Overhead electric line wire quality control method
CN104614589A (en) * 2015-01-19 2015-05-13 浙江中控自动化仪表有限公司 Lead-resistance-removed resistance signal source and resistance measuring circuit thereof
RU180993U1 (en) * 2018-02-16 2018-07-03 Общество с ограниченной ответственностью "НПФ Мультиобработка" DEVICE FOR PERMANENT CONTROL OF THE CONDITION OF WIRES OF THE ELECTRIC TRANSMISSION LINE AND HIGH-FREQUENCY DEVICES
CN109342784A (en) * 2018-12-05 2019-02-15 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 Transmission line of electricity tests termination and mode of connection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2256906C2 (en) * 2002-12-17 2005-07-20 Кочаров Эдуард Авакович Method and device for electric nondestructive inspection of current-conducting materials
RU2542597C1 (en) * 2013-11-19 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Overhead electric line wire quality control method
CN203825104U (en) * 2014-02-25 2014-09-10 胡兴耀 Circuit using auxiliary wires to monitor electrical parameters of power supplying line
CN104614589A (en) * 2015-01-19 2015-05-13 浙江中控自动化仪表有限公司 Lead-resistance-removed resistance signal source and resistance measuring circuit thereof
RU180993U1 (en) * 2018-02-16 2018-07-03 Общество с ограниченной ответственностью "НПФ Мультиобработка" DEVICE FOR PERMANENT CONTROL OF THE CONDITION OF WIRES OF THE ELECTRIC TRANSMISSION LINE AND HIGH-FREQUENCY DEVICES
CN109342784A (en) * 2018-12-05 2019-02-15 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 Transmission line of electricity tests termination and mode of connection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112033588B (en) Vertical stress detection method of epoxy test block based on ultrasonic longitudinal wave reflection
KR100999575B1 (en) System and method for measuaring partial discharge for power cable
JP4566407B2 (en) A method for diagnosing insulation degradation in underground cables.
RU2287883C1 (en) Method for ice detection on power transmission line conductors
CN108037181A (en) A kind of high-tension cable lead sealing eddy-current crack detector and method
CN110297147A (en) A kind of test method of cable for ship ageing properties
WO2013102746A1 (en) Monitoring a conductive fluid conduit
US5760590A (en) Cable integrity tester
Auckland et al. Application of ultrasound to the inspection of insulation
CN113325276A (en) GIS epoxy insulation surface defect partial discharge detection method and device
RU2780947C1 (en) Method for controlling the accumulation of fatigue damage in wires of an overhead power transmission line
RU2491562C1 (en) Method for testing of cable product insulation
EA043586B1 (en) METHOD FOR CONTROLLING THE ACCUMULATION OF FATIGUE DAMAGE IN OVERHEAD POWER LINE WIRES
US4982163A (en) Method and a device for the determination of the condition of the insulation of an object coated with an electric insulation
JPH0545405A (en) Partial discharge measurement method of cable
RU2818480C1 (en) Electric cable seismic resistance testing device
RU2818190C1 (en) Method of testing for seismic resistance of electric cable
Sallem et al. Soft Faults Detection and Localization on Power Cables by Reflectometry
Arman et al. Surface wave based non-conductor-contact reflectometry method for insulation and jacket damage detection in multi-conductor cables
RU2308715C1 (en) Method of determining quality of impregnating liquid
CN107796750B (en) Detection device for nondestructive online detection of corrosion degree of overhead ground wire
JPH0259950B2 (en)
Yang et al. Structural Health Monitoring for Cables with Insulation Layer by Envelope Analysis Based on Ultrasonic Guided Waves
JPH06331691A (en) Measuring method for partial discharge in power cable and at connection thereof
Weischedel et al. Inspection of wire ropes for offshore applications: Materials Evaluation, Vol. 49, No. 3, pp. 362–367 (Mar. 1991)